JPH02196600A - 超音波探触子における分割電極の作成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、人体等の物体の表面又はこれらの内部に超音
波を照射したり、また反射して戻ってくる反射波の受信
信号より物体の表面状態又は内郭状態を観察する送受波
器として利用される分割電極付き超音波探触子にあって
、上記分割電極の電極部間距離を小さくでき曲面状の分
割電極の形成も可能とする、分割電極の作成方法に関す
る。

〔従来の技術〕

従来の分割電極の作成方法としては、所定の銀を含む分
散液又はペーストを用いて、マスキングしてロール塗布
又はスクリーン塗布を行う方法が知られている。

〔発明が解決しようとするＬ！８１ 上記作成方法において、マスキングは１ｍｍ以下の電極
間距離をとるのが困難であり、またスクリーン塗布では
、ゴム液が粘稠であるのでスクリーンの目づまりが生じ
やすい。更に、圧電層を湾曲させて超音波ビームの焦点
を結ばせるに適した凹面電極又はこれとは逆に超音波ビ
ームを無指向に放射させるに適した凸面電極のような曲
面電極の作成は困難であった。

本発明は、上記問題点を解消するものであり、電極部間
距離を小さくできかつ曲面分割電極の作成も容易な、分
割電極の作成方法を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の分割電極の作成方法は、上記特許請求の範囲に
記載するように、初期加硫又は本加硫された電極形成用
膜を形成し、その後、線膜に１以上の溝を穿設して２以
上の電極部を形成し、次いで初期加硫の上記膜の場合に
は本加硫を施すことを特徴とする。この「電極形成用膜
」は塗膜又は印刷膜でもよいし、シートでもよい。また
、この膜は、初期加硫された膜でもよいし、本加硫され
た膜でもよく、前者の場合には、通常、後で本加硫又は
追加加硫されて一体化され、後者の場合には、性膜が接
着されて一体化されることとなる。

ここで、「初期加硫」とは、本加硫には至らず半加硫等
を広く意味する。更に、溝の形成方法は、グラインダ等
に付設された刃先による切削加工によってもよいし、レ
ーザ又は超音波による方法等でもよい。

〔実施例〕

以下、実施例により本発明を具体的に説明する。

実施例１ 本実施例の作成方法の説明図を第１図に示す。

（１）半加硫基台の製作、串備 まず、同図（Δ）に示すように円盤状（外径約２０ｍｍ
φ、厚さ０　、　５〜３　ｍｍ）の半加硫基台１１を準
備する。この基台１１は、例えば以下の方法により製作
される。

窒化珪素、アルミナ又はチタン酸ジルコン酸鉛等からな
るセラミック粉末とタロロブレンゴム又はシリコンゴム
等の合成ゴムと使用するゴムに応じた加硫剤（例えば金
属酸化物、過酸化物、硫黄等）と、更には必要に応じて
添加される加硫助剤とを配合し、混練し、予備成形する
。次いで、この予備成形時又はこれに次ぐ本成形時に本
来の加硫条件よりも処理時間を短くするか低温加熱等を
して半加硫の状態とした半加硫基台１１を製作する。

（２）？Ｉｔ極形底形成用膜成 次いで、この表面に、銀粉末と上記ゴムと加硫剤とトル
エン等の溶剤を混合して分散液又はペーストを１ｍし、
これを上記半加硫基台１１の上に一１塗布又はスクリー
ン印刷をして第１塗膜を形成する。ゴムに対する銀粉末
の配合割合は約ｌＯ〜７０体積％である。その後、これ
らに同時に初期加硫を施して、同図（Ａ）に示すように
、電極形成用膜２１を形成した。この膜厚は約３〜５０
μｍである。

（３）分割電極の形成 その後、同図（Ｂ、）に示すように、この膜２１をもつ
基台１１を旋盤５１に取付け、この旋盤５１を回転させ
るとともに、所定位置にグラインダ５２の刃先５３を当
接させて、この膜２１にリング状の溝を穿設する。この
場合、刃先５３の厚みは約０．１〜０．５ｍｍであり、
これに応じた溝幅が穿設され、同図（Ｃ）及び（Ｄ）に
示すように、最終的に同心円状に３つの溝９ａ−９ｃが
形成され、小円形の中心電極！ｌ！Ｂ２２ａとこれを同
心円状に取り囲む３つのリング状電極部２２　ｂ−２２
ｄよりなる分割電極２２を作成した。尚、この電極２２
は本加硫前のものであり、本加硫後の探触子を構成する
分割電極２と同一ではないが、便宜上、同名称とする。

以下に述べる圧？Ｉ！層等も同様とする。

（４）探触子の製作 更に、必要に応じて、リード線の挿置及び本加硫により
最終製品の探触子を製作する。

第６図に示す探触子を製作するのに、外部導出用のリー
ド線５．６を内部に挿置させる必要があり、このリード
線を溝の穿設前に挿置させる場合には、半加硫基台１１
の所定位置に、金線からなり太さ０．２〜１ｍｍの上記
４本の第１リード線５ａ−５ｄ及び第２リード線６を貫
通させる。この場合、最終の本加硫後に各電極２．４と
良好に接触するように、第１リード線５は適度に表出さ
せ、第２リード線６は適度の高さに突出させる。

その後、この初期加硫後の電極形成用膜２１の上に、チ
タン酸鉛、チタン酸ジルコン酸鉛系等の圧電物質粉末と
上記ゴムと加硫剤と溶剤を混合して未加硫圧電層（約１
０〜２００μｍ）を形成する。ゴムに対する圧電物質粉
末の配合割合は約５０〜８０体積％程度である。次いで
、この上の所定の位置に、上記第１塗膜と同様にして第
２塗膜を形成し、更１こ１、この第２塗膜の上に未加硫
又は半加硫のゴム板（保護層）を配置して、この積層体
に対して追加加硫を、５０　Ｋ　ｇ　／　Ｃｍ”以上の
加圧下にて一体的に施して、上記構成の探触子を製作し
た。

これは、バッキング基台ｌと下側電極の分割電極２と圧
電層３と上、側電極の共通電極４と第１リード線５と第
２リード線６と保護層（又は１／４λ整合層）７とから
なる。

第１リード線５の各々５ａ−５ｄは、中心電極部２ａと
３つのリング状電極部２ｂ−２ｄの各下面と接触するこ
とにより各々電気的に導通し、基台１を貫通するように
埋設されている。第２リード線６は、共通電極４の下面
と接触することにより電気的に導通し、更に分割電極２
との電気的抵触を防ぐためにゴム、樹脂等の絶縁層８が
その側表面に形成されており、更に基台１、分割電極２
及び圧電層３を電気絶縁的に貫通するように埋設されて
いる。以上より、両リード線５．６は接触しない構成と
なっている。このリード線５．６の下端部は基台１の下
面から露出して送受波回路側より引出された電線に結線
したり、プリント配線基板に対するマウント用の端子と
なるとともに、電極２．４と良好に接触できるように規
制可能の構造となっている。

更に、上記積層体は一体的に加圧加硫された一体物であ
り、かつ両リード線５．６は貫通された後加硫されてい
るのでこのリード線５．６も積層体中に強固に一体的に
固着されている。尚、保護層７としては、ゴｌ、板の代
わりにポリエステルフィルム等を用いることもでき、こ
の場合は、加硫後の積層体の表面に接着剤により接着し
て形成する。

本作成方法によれば、グラインダの刃先が小さいので電
極間距離が小さく電極形状の精度を向上させることがで
き、かつ従来のスクリーン塗布等のような目詰まりもな
かった。

更に、本作成方法によれば、第３図及び第４図に示すよ
うに、基台１．１の表面を凹面又は凸面としてその上に
電極形成用膜を形成して同様に溝穿設をすれば、容易に
曲面状分割電極２３．２４を形成できる。これは、従来
のスクリーン塗布等では全く作成できない構造である。

特に、前者のものは、超音波ビームを収斂させることが
でき大変有用な構造である。これを用いた探触子は、第
８図に示すように上記と同様にして製作できる。

また、分割の仕方、（形状）は目的、用途により種々の
ものとすることができ、例えば、第５図に示すような帯
状の複数の電極部（２ｅ等）又は縦横に溝をもち行列状
に配置される複数の電極部等を形成することもできる。

また、基台としては本加硫したものを用い、この上に接
着等により未加硫又は本加硫された膜を被着してこれに
溝穿設することもできる。

本探触子は、リードとして金線を用い、かつ積層体内部
を貫通して配置されており、しかも５０Ｋ　ｇ　／　ｃ
　ｍ　”の圧力が加わっているので、リードの破損、ヒ
ビ割れ更には電極とリード線との切断もなく、耐酸化性
にも１憂れる。

実施例２ 本実施例の分割電極の作成方法を第２図に示す。即ち、
まず、同図（Ａ）に示すように、初期加硫された電極用
膜２１及び４１が各表面に形成された未加硫又は半加硫
の圧電層３１を中筒する。

その後、同図（Ｂ）に示すように、これを旋盤５１に取
付け、実施例１と同じようにグラインダ５２の刃先５３
で所定の溝を穿設して、同図（Ｃ）に示すように、所定
の分割電極２２を形成するとをもに、他の電極を共通電
極４１とする。また、圧１！ＰＪ３１としては本加硫さ
れたものを用いることもできる。

更に、所定の探触子を製作する場合は、実施例１と同様
に所定の工程において所定の金属線等のリードを配置す
る。また、この共通電極４１を基台ｌの表面に配置して
、更にこの分割電極２１の表面に保護層を配置して、積
層体を一体的に本加硫をして、探触子を製作する。この
探触子は第７図に示すように、（１）分割電極２を上側
電極とし、共通電極４を下側電極としｊここと、（２）
本実施例の４つの第１リード線５ａ−５ｄが実施例１の
第２リード線６と同構造をし、本実施例の第２リード線
６が実施例１の第１リード線５と同構造であることを特
徴とする。

尚、この探触子を製作する場合、圧電層３１上の分割電
極２２を基台１１の表面に配置して即ち上記と上下逆に
圧電層３１を配置して加硫すると分割電極２を下側電極
とする実施例１と同構造の探触子を製作できる。以上よ
り、本製作方法によれば、分割電極を上側電極とする構
造も下側電極とする構造も容易に製作できる。

また、導電性基台を用いる場合には、基台自体を共通電
極に兼ねさせることができるので、上記圧電層の一表面
にのみ分割電極を形成すれば足り共通電極を不要とする
ことができる。この場合は工程を簡略化できる。

〔発明の効果〕

本発明の分割電極の作成方法は、１以上の溝を穿設して
複数の電極部を形成するので、その電極間距離を小さく
することができ、そのため電極形状精度が向上し、また
その調整も容易にできる。

更に従来のスクリーン塗布等のような目詰まり等もなく
、また曲面の分割電極も容易に作成できる。特に、本方
法により作成された分割電極をもつ探触子は、電極精度
が優れ高品質のものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例１における分割電極の作成方法を示す説
明図であり、その（Ａ）は分割電極を作成前の状態を示
す説明図、その（Ｂ）は分割電極を作成中の状態を示す
説明図、その（Ｃ）は分割電極を作成後の状態を示す説
明図、（Ｄ）は分割電極の半平面的説明図、第２図は実
施例２における分割電極の作成方法を示す説明図であり
、その（八）は分割電極を作成前の状態を示す説明図、
その（Ｂ）は分割電極を作成中の状態を示す説明図、そ
の（Ｃ）は分割電極を作成後の状態を示す説明図、第３
図は凹面分割電極を示す説明断面図、第４図は凸面分割
電極を示す説明断面図、第５図は帯状分割電極を示す平
面図、第６図は実施例■で製作された探触子の説明断面
図、第７図は分割電極を下側電極としｊこ探触子の説明
断面図、第８図は凹面分割電極をもつ探触子の説明断面
図である。 １．１１；バッキング基台、２１；分割電極用膜、２．
２２．２３．２４；分割電極、２ａ−ｄ２１　ａ−ｅ　
；電極部、３．３１；圧電層、４．４１；アース電極、
５：第１導電リード（リード線）、６；第２導電リード
（リード線）、７；保護層、８；絶縁層、９；溝、５１
；旋盤、５２；グラインダ、５３；刃先 特許出願人　　日本特殊陶業株式会社 代　理　人　　弁理士　　小島清路 第１図 （Ｃ） 第２図 第５図 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）セラミック粉末とゴムとからなるバッキング基台
   又は圧電物質粉末とゴムとからなる圧電層の表面に、導
   電物質粉末とゴムとからなり１以上の電極部をもつ分割
   電極を備えた超音波探触子における上記分割電極の作成
   方法において、 初期加硫又は本加硫された電極形成用膜を形成し、その
   後、該膜に１以上の溝を穿設して２以上の電極部を形成
   し、次いで初期加硫の上記膜の場合には本加硫を施すこ
   とを特徴とする、超音波探触子における分割電極の作成
   方法。